JPH04170478A

JPH04170478A - インクジェット記録用インク

Info

Publication number: JPH04170478A
Application number: JP2297690A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Onishi; 弘幸大西; Yaeko Uchiyama; 内山　八恵子
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1990-11-02
Filing date: 1990-11-02
Publication date: 1992-06-18
Anticipated expiration: 2015-05-29
Also published as: JP3047452B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野コ本発明は、液体インクにより文字・画像の記録を行う印
写装置に用いるインクジェット記録用インクに関する。

［従来の技術］従来、インクジェット記録方式に用いるインクとしては
、臭気・安全性等の面から水性インクが主流をしめてお
り、各種の水溶性染料を水または水と水溶性有機溶剤の
混合溶剤に溶解させ、必要により各種添加剤が添加され
た溶解系インクが現在使用されている。こ−れらのイン
クジェット記録の長所としては、直接記録であるためプ
ロセスが簡単である、無騒音である、カラー化が容易で
ある、高速記録が可能である、普通紙が使用できるため
低うンニングコストである、微小インク滴を吐出させる
ため高解像度の記録が可能である等の優れた特徴を有し
ており、将来が注目されている。

［発明が解決しようとする課題］しかし前記の従来技術では、（１）被転写体上でインクかにじみ、高品位な記録画像
が得られない。

（２）サテライト粒子が発生しやすく、高解像度の印字
品質が得られない。

等の課題がある。

前記課題を解決するために、例えば、特開昭５６−５７
８６２号公報には、強塩基物質を添加し高ｐＨ（ベーハ
ー）とし普通紙の耐水処理剤であるサイズ剤やバルブ材
を化学的に溶解し、ドツトの広がりと吸収性を制御する
方法が提案されているが、上記問題点を完全に解決する
対策とはなっていない。

そこで、本発明はこのような問題点を解決するもので、
本発明の第１の目的は、あらゆる被転写体に対して文字
・画像のにじみが生じない、輪郭が鮮明で高濃度なプリ
ントを可能にするインクジェット記録用インクを提供す
ることにある。

本発明の第２の目的は、飛行曲がり、サテライト等の生
じない吐出安定性・吐出応答性に優れたインクジェット
記録用インクを提供することにある。

［課題を解決するための手段］本発明のインクジェット記録用インクは、液体インクに
より文字・画像の記録を行うインクジェット記録用イン
クにおいて、少なくとも水と着色剤からなり、記録液滴
と被転写体との初期接触角が７５度以上で、かつ２０°
Ｃにおける表面張力が４０　ｄ　ｙ　ｎ　ｅ　／　ｃ　
ｍ以上であることを特徴とする。

さらに、前記着色剤として染料及び／又は顔料を３重量
％〜１０重量％含有することを特徴とする。

［作用コ本発明者は、国内及び国外のオフィスで使用されている
代表的な上質紙、ボンド紙、ＰＰＣ用紙再生紙について
各種インク物性と印字品質の関係を調査した結果、記録
液滴と被転写体との初期接触角が７５度以上で、かつ２
０℃における表面張力が４２　ｄ　ｙ　ｎ　ｅ　／　ｃ
　ｍ以上であれば繊維に沿ったヒゲ状のにじみを著しく
低減することができ、第１図に示す如く、着色成分は付
着した位置にとどまり、輪郭の鮮明なドツトが固化・定
着することを実験により確認した。

［実施例コ以下に本発明のインクジェット記録用インクについて具
体的に例示する。

本発明に使用する着色剤としては、好適な物として直接
染料、酸性染料、塩基性染料、反応染料、食品用色素等
に代表される水溶性染料及び分散染料を使用することが
できる。

又、顔料としては、無Ｉ！顔料（カーボンブラック）、
有機顔料（不溶性アゾ顔料、溶性アゾ顔料、フタロシア
ニン系顔料、イソインドリノン系高級顔料、キナクリド
ン系高級顔料、ペリノン・ペリレン系高級顔料）等があ
る。そのほか顔料表面を樹脂等で処理した加工顔料（グ
ラフトカーボン等）も使用できる。

顔料の粒径としては、１．０μｍ以下に微粒子化されて
いる物が好適である。

染料・顔料の添加量としては、１重量％未満では、所望
の色調・温度が得られず、２０重１％を越えると目詰ま
り・保存安定性に支障をきたす可能性があるために１重
量％〜２０重量％が好ましく、より好適には３重量％か
ら１０重量％が好ましい。

顔料分散方法としては、ボールミル、サンドミル、ペブ
ルミル、アトライター、ロールミル、アジテータ−ミル
、ヘンシェルミキサー、コロイドミル、超音波ホモジナ
イザー、ショットミル、パールミル、ジェットミル、オ
ングミル、メカノヒユージョン（ホソカワミクロン）、
ハイブリダイゼーション（奈良機械製作所）等の微粉砕
機・超微粉砕機が使用できる。

又、プレミキサ−として、ディスパーサ−、インペラー
ミキサー等を用い予備分散を行えばより効果的である。

分散安定性を付与するための分散剤・界面活性剤として
、接触角・表面張力を下げない低起泡性の分散剤・界面
活性剤を選択する必要がある。

本発明に用いる溶媒は、イオン交換水、接触角・表面張
力を下げない保湿剤としての水溶性有機溶剤として表面
張力が４０　ｄ　ｙ　ｎ　ｅ　／　ｃ　ｍ以上の炭素数
１〜４のアルキルアルコール類、ケトンまたはケトアル
コール類、エーテル類、ポリアルキレングリコール類、
アルキレン基が２〜６個の炭素原子を含むアルキレング
リコール類、グリセリン、多価アルコールの低級アルキ
ルエーテル、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、トリエタノ
ールアミン、１．３−ジメチル−２−イミダゾリジノン
等が用いられるが、これに限定される物ではない。

本発明の基本構成は以上の通りであるが、従来公知の分
散剤、界面活性剤、粘度調整剤、表面張力調整剤、比抵
抗調整剤、ｐＨ調整剤、防カビ剤、浸透剤、キレート化
剤等を被転写体上での接触角が７５度以上で、２０℃に
おける表面張力が４２ｄ　ｙ　ｎ　ｅ　／　ｃ　ｍ以上
に保ちながら必要に応じて添加することができる。

インク物性としては、動作時の温度を０℃〜５０℃に設
定した場合におけるインク粘度は、ヘッドの高速応答下
におけるインクの供給の安定性及びインクの液滴飛翔安
定性・周波数特性を考慮すると吐出ノズル近傍において
２０ｍＰａ−５以下が必要であり、さらに高速応答性実
現のためには１．５〜１０ｍＰａ−５がより好ましい。

又、本発明のインクジェット記録用インクは、必要によ
り熱風・加熱ロール・赤外線等の熱定着手段により乾燥
・定着させ、より一層の速乾性を付与することもできる
。

更に、本発明のインクジェット記録用インクは、第２図
に示すように、従来のオンデマンドタイプのインク溜一
部を形成する容器に信号により変形する圧電素子を設け
、変形時に生じる圧力によりインクを液適として飛翔さ
せるインクジェット方式、第３図に示すように、熱エネ
ルギーの作用によるインクの急激な体積変化を利用した
バブルジェット方式、第４図に示すように、超音波等に
よりミストを発生させるインクミスト方式、第５図に示
すように、インク溜部内にノズルに対向させて圧電素子
を配設し、この圧電素子の収縮によりインク滴を飛翔さ
せるインクジェット方式に使用することができ、より好
適には、１０ｍ／ｓ以上の高吐出スピードで１ドツト当
り０．１μｇ以下のマイクロドツトを飛翔可能な記録方
法によれば、本発明の記録インクを高速で被転写体に衝
突させることができるために少量で必要なドツト径を得
ることができ、第６図（ａ）に示すように、通常のイン
クドツト（第６図（ｂ））に比べ、体積の減量、表面積
の坩加により、速乾性を向上させることができ、にじみ
を完全に防止することができる。

以下、実施例・比較例を挙げることにより本発明を具体
的に説明するが、本例が本発明を限定するものではない
。

実施例表１に示すインク組成、表２に示すインク物性のインク
ジェット記録用インクを試作し、実施例、比較例とした
。

表１のインクジェット記録用インクを用い、記録方法と
して、第７図に示した圧電材料と導電材料をそれぞれ層
状に交互に積層した圧電素子を配列してなる圧電素子列
を、一端を固定して、他端を自由端としてノズル開口に
対向させた試作ヘッドを用い、一般上質紙、ボンド紙、
ＰＰＣ用紙、再生紙、一般○ＨＰシートの各種被転写体
に対して文字、グラフィック等を印字し、以下の評価を
行った。

評価方法を下記に示す。

１、にじみ評価顕微鏡による１００倍、４００倍での観察と目視による
観察＠：織繊維沿ったにじみもなく繊維上にドツトが保持さ
れている ○：織繊維沿ったにじみは少しあるが目視ではわからな
い Δ：目視で若干にじみがわかる ×：かなりにじんで、エツジがギザギザしている２、吐
出安定性インクジェット記録装置にインクを充填し、印字＠：３時間以上問題なく印字可能Ｏ：１時間以上３時間未満問題なく印字可能Ｘ：１時間
未満でドツトずれが生じる３、記録温度マクベス温度計による反射０・Ｄ値の測定４、光沢度評
価デジタル光沢計（村上色彩技術研究新製）による７５度
鏡面光沢度の測定０２８０以上 △：５１〜７９ ×：５０以下５．０ＨＰシートへの記録Ｏ：記録可 ×：記録不可インク物性調査方法を以下に示す。

Ａ、粘度レオメトリックス・ファーイースト社製フルード・スペ
クトロメーターによる２０℃での定常粘度測定Ｂ１表面張力表面張力計による測定（協和界面科学製）Ｃ８接触角自動接触角計（ＣＺ−Ａ型）（協和界面科学製）以上の評価結果を表３に示す。

表３より明らかなように、実施例１〜５の記録インクは
、印字品質（にじみ、湯度、光沢）、吐出安定性につい
て、比較例に比べ、極めて優れた結果が得られた。

［発明の効果コ以上説明したように、本発明のインクジェット記録用イ
ンクによれば、少なくとも水と着色剤からなり、記録液
滴と被転写体との初期接触角が７５度以上で、かつ２０
℃における表面張力が４０ｄ　ｙ　ｎ　ｅ　／　ｃ　ｍ
以上で、染料及び／又は顔料を３重量％〜１０重量％含
有することにより、あらゆる被転写体に対して、にじま
ず、高温度で鮮明な記録を可能にするという効果を有す
る。

又、本発明のインクジェット記録用インクによれば、通
常のインクジェット記録では使用できない一般ＯＨＰシ
ートにも、高品位な印字が可能であるという効果も有量
る。

更に、本発明のインクジェット記録用インクは、インク
の表面張力が高いため、インクメニスカスの戻りが速く
なるため、ヘッドの周波数特性が良くなるという効果を
有する。

更に、インク粒子がまとまりやすいため、サテライト粒
子が発生せず、吐出応答性に優れているという効果を有
する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による被転写体上のインクドツトを示
す模式図。第２図は、本発明に用いる圧電素子制御方式の記録ヘッ
ドを示す平面図。第３図は、本発明に用いるバブルジェット制御方式の記
録ヘッドを示す平面図。第４図は、本発明に用いるインクミスト記録方式の概略
図。第５図は、本発明に用いる他の圧電制御方式の記録ヘッ
ドを示す平面図。第６図（ａ）は、本発明のインクジェット記録用インク
を高速で被転写体に付着させた時のインクドツトを示す
断面図。第６図（ｂ）は、本発明のインクジェット記録用インク
の通常のインクドツトを示す断面図。第７図は、本発明に用いる圧電制御方式の記録ヘッドの
実施例を示す断面図。１・・・圧力室２・・・圧電素子３・・・金属板４・・・インク供給バイブ５・・・基板６・・・ノズル形成基板７・・・インク供給バイブ８・・・発熱体９・・・気泡１０・・・プラテン１１・・・被転写体１２・・・インクミスト１３・・・ゲート電圧１４・・・アパーチャー１５・・・イオン１６・・・コロナ電極１７・・・ノズル形成基板１８・・・ノズル１９・・・圧電素子２０・・・金属板２１・・・圧電変換器２２・・・電源２３・・・インク２４・・・ノズル形成基板２５・・・ノズル２６・・・圧電素子２７・・・接着剤もしくは樹脂２８・・・支柱以上出願人　セイコーエプソン株式会社代理人　弁理士　鈴木喜三部（化１名）第３図第４図第５図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）液体インクにより文字・画像の記録を行うインク
ジェット記録用インクにおいて、水と着色成分を含有し
、被転写体との初期接触角が７５度以上で、かつ２０℃
における表面張力が４２ｄｙｎｅ／ｃｍ以上であること
を特徴とするインクジェット記録用インク。（２）前記
着色成分として染料及び／又は顔料を３重量％〜１０重
量％含有することを特徴とする請求項１記載のインクジ
ェット記録用インク。